Upload
others
View
7
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XV (SNTTM XV)
Bandung, 5-6 Oktober 2016
PM-012
PERANCANGAN ALAT ANGKUT TANDAN BUAH SEGAR
UKURAN MINI DI KEBUN KELAPA SAWIT
Soeharsono1*, Tono Sukarnoto1, Jamal M Afiff1 dan M Ihrom Maulana1
Program Studi Teknik Mesin FTI Universitas Trisakti
Jl Kiai Tapa Jakarta
Abstrak
Minyak mentah kelapa sawit (Crude Palm Oil, CPO) merupakan salah satu komoditi hasil
perkebunan andalan Indonesia. Banyak sedikitnya CPO yang dihasilkan dari olahan tandan buah
segar (TBS) kelapa sawit tergantung dari rendemennya. Salah satu faktor yang mempengaruhi
rendemen adalah kesegaran TBS. Kecepatan pengangkutan TBS dari kebun ke pabrik sangat
mempengaruhi kesegaran TBS. Salah satu tahapan pada pengangkutan ini adalah pemindahan TBS
yang dipanen dari pohon ke bak penampung. Luas total kebun kelapa sawit di Indonesia mencapai
lebih dari 10 juta HA memerlukan setidaknya 50.000 unit alat angkut TBS dari pohon ke penampung
sementara. Saat ini kebutuhan alat angkut dipenuhi dari produk dalam negeri atau pun impor, namun
demikian pangsa pasar alat angkut ini masih sangat besar. Data perancangan ini didasari informasi
kebutuhan alat angkut berukuran mini dengan kapasitas di bawah satu ton. Alat ini harus dapat
beroperasi di lahan gambut selain lahan kering. Posisi bak muatan bisa diatur, posisi rendah saat
pemuatan secara manual dan posisi tinggi saat bak dijungkirkan untuk pembongkaran muatan ke bak
penampung. Perancangan dilakukan mengikuti metode VDI 2221. Hasil evaluasi kuantitatif solusi
struktur fungsi memunculkan 6 varian alat angkut, selajutnya dilakukan analisis varian sehingga
terpilih alat angkut dengan penggera rantai karet (rubber crawler) dan bak muatan dengan mekanisme
angkat dan jungkir menyatu menggunakan satu aktuator hidrolik.
Kata kunci: VDI 2221, alat angkut, varian, mekanisme, TBS.
Pendahuluan
Minyak mentah kelapa sawit (CPO, crude
palm oil) merupakan produk andalan eksport
Indonesia. Demikian pula produk olahannya
merupakan produk kebutuhan rumah tangga
sehari-hari [1]. Karena itu produksi CPO harus
dilakukan seoptimum mungkin.
Kualitas dan kuantitas CPO hasil olahan
dari biji kelapa sawit tergantung dari
rendemennya, antara lain adalah varietas
tanaman, pemeliharaan tanaman, umur
tanaman, cara panen, proses pengankutan dan
proses produksi di pabrik pengolahan [2-3].
Hal lain yang berpengaruh terhadap kualitas
minyak sawit mentah (CPO) adalah kesegaran
TBS yang diterima pabrik. Penurunan kualitas
minyak pada buah sawit terbesar terjadi antara
12 s/d 20 jam setelah panen [4].
Kelambatan kerap terjadi karena
panjangnya proses angkut TBS ke pabrik dari
kebun melalui bak penampungan (sebelum di
angkut ke pabrik pengolahan CPO). Benturan
antar biji kelapa sawit pada proses angkut
mengakibatkan rusaknya biji. Untuk itu
dibutuhkan alat angkut TBS yang dapat
meminumkan kekurangan tersebut seperti
ditunjukan pada Gambar 1 [5].
Luas kebun kelapa sawit di Indonesia saat
ini sekitar 10 juta hektar dan luas lahan ini akan
meningkat sekitar 450.000 hektar per tahunnya
[6]. Tiap 5000 hektar kebun kelapa sawit
diperkirakan diperlukan sekitar 20 alat angkut
TBS. Dengan demikian kebutuhan alat angkut
untuk mengangkut TBS dari kebun ke pabrik
pengolahan diperkirakan sekitar 50.000 unit
alat angkut.
Saat ini, kebutuhan alat angkut tersebut
dipenuhi baik oleh produk impor maupun oleh
produk lokal. Meskipun demikian, jumlah
yang tersedia masih belum mencukupi
851
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XV (SNTTM XV)
Bandung, 5-6 Oktober 2016
PM-012
sehingga peluang masih terbuka. Karakteristik
kebun kelapa sawit di Indonesia cukup unik,
yaitu disamping kelapa sawit ditanam pada
lahan kering, namun banyak juga yang
ditanam di lahan gambut.
Melihat kebutuhan alat angkut tandan
kelapa sawit yang terus meningkat, maka perlu
dirancang dan diproduksi suatu alat angkut
yang harus mampu beroperasi dengan baik
pada lahan kering ataupun pada lahan gambut
dengan harga yang relatif lebih murah bila
dibandingkan dengan produk impor.
Gambar 1. Bak penampungan sementara
tandan biji kelapa sawit [5].
Saat ini, kebanyakan alat angkut yang
digunakan adalah alat angkut dengan
menggunakan crawler track sehingga dapat
berfungsi di lahan gambut [7]. Namun
fungsinya hanya untuk mengangkut TBS ke
tempat pengumpulan untuk selanjutnya
diangkut dengan truk ke bak penampungan.
Gambar 3. Alat angkut mini [7].
Alat angkut TBS lainnya adalah jenis
truk yang menggunakan roda karet (Gambar
4). Fungsinya hanya mengangkut TBS dari
tempat pengumpulan ke bak penampungan.
Alat angkut ini didesain dan diproduksi oleh
Institut Pertanian STIPER Jogja [8]. Karena
menggunakan roda karet, maka alat angkut ini
hanya sesuai untuk digunakan di kebun sawit
lahan kering.
Salah satu tahapan penting dalam
perancangan mesin sesuai dengan VDI-2221
[9] adalah optimasi secara kuantitatif konsep
varian menjadi rancangan konsep optimum.
Tahapan ini merupakan satu rangkaian dengan
tahapan sebelumnya yaitu abstraksi
perancangan, membuat struktur fungsi beserta
prinsip solusi yang dieavaluasi lebih lanjut
menjadi konsep variant. Dikatakan penting
karena rangkaian tahapan perancangan ini
dapat meminimalisir kesalahan dalam
membuat perancangan mesin
Gambar 4. Truk alat angkut tandan kelapa
sawit
Dalam artikel ini akan dilakukan optimasi
konsep varian secara kuantitatif dari
perancangan alat angkut TBS ke bak
penempungan (yang dapat beroperasi di lahan
gambut dan di lahan kering) menjadi
rancangan konsep optimum. Tujuannya adalah
agar didapat suatu rancangan konsep optimum
sehingga dapat dikembangkan ke tahapan
akhir yaitu rancangan wujud dan rancangan
detil. Demikian pula diharapkan jika
rancangan tersebut dapat diwujudkan menjadi
produk yang dapat diproduksi oleh pabrikan
lokal dan memiliki daya saing dengan produk
impor.
Bahan dan Metode
Penelitian dilakukan di Laboratorium
Fenomena Dasar Mesin Jurusan Teknik Mesin,
852
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XV (SNTTM XV)
Bandung, 5-6 Oktober 2016
PM-012
Fakultas Teknologi Industri, Universitas
Trisakti selama selama tahun akademis
2015/2016. Perancangan dilaksanakan tahap
demi tahap secara sistematis sesuai dengan
metode VDI=2221 [9].
Gambar 5. Diagram alir penelitian
Diagram alir penelitian ditunjukkan pada
Gambar 5. Perancangan dimulai dari enam
buah konsep varian yang didapat dari tahapan
sebelumnya yaitu V1-V6. Ke enam konsep
varian tersebut merupakan kombinasi antara
varian gerak transporter dan varian angkat
jungkir bak TBS. serta ditunjukkan pada
Gambar 6. Variant V1, V2 dan V3 ditunjukkan
pada Gambar 6a, 6b dan 6c menggunakan dua
buah silinder guna mengangkat dan
menjungkir bak TBS sedangkan gerak
transporternya menggunakan dua buah roda
karet (Gambar 6a), track crawler (Gambar 6b)
dan menggunakan roda karet dan track crawler
(Gambar 6c). Varian V4, V5 dan V6
ditunjukkan pada Gambar 6d, 6e dan 6f
menggunakan sebuah silinder guna
mengangkat sekaligus menjungkir bak TBS
sedangkan gerak transporternya menggunakan
dua buah roda karet (Gambar 6d), track
crawler (Gambar 6e) dan menggunakan roda
karet dan track crawler (Gambar 6f).
Guna optimasi untuk mendapatkan
perancangan optimum, disusun parameter
obyektif seperti terlihat pada Gamber 7.
Sebagai parameter utama adalah operasi kerja
(bobot 30 %), konstruksi (bobot 30 %),
kemudahan diproduksi (bobot 20 %) dan
keamanan (bobot 30 %). Operasi kerja dan
konstruksi bobotnya dibuat tinggi (masing
masing 30 %) karena keduanya menentukan
keberhasilan operasi transporter dalam
mengangkut TBS sedangkan kemudahan
diproduksi dan keamanan bobotnya dibuat
lebih rendah (masing masing (20 %). Hal ini
karena konstruksinya dirancang sesederhana
mungkin sehingga aman dan mudah
diproduksi. Selanjutnya parameter utama
tersebut dijabarkan lebih lanjut sehingga
didapat sebelas parameter evaluasi akhir
beserta bobotnya masing masing. Kesebelas
parameter evaluasi tersebut adalah mudah
dioperasikan, lincah, jumlah komponen
sedikit, mekanisme sederhana, tidak
memerlukan perawatan khusus, frekuensi
penggantian komponen rendah, mudah dalam
transportasi, aman bagi peralatan maupun
aman bagi operator. Jika bobot dari parameter
evaluasi akhir tersebut dijumlahkan, hasilnya
adalah 100 %.
(a) (b)
(b) (d)
(e) (f)
mulai
Buat kriteria evaluasi
Optimasi konsep varian
selesai
853
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XV (SNTTM XV)
Bandung, 5-6 Oktober 2016
PM-012
Gambar 6. (a) Konsep varian V1, (b) Konsep
varian V2, (c) Konsep varian V3, (d) Konsep
varian V4, (e) Konsep varian V5, (f) Konsep
varian V6
Gambar 7 Parameter objectif perancangan.
HASIL DAN DISKUSI
Enam varian V1-V6 dievaluasi dengan
menggunakan parameter objectif pada Gambar
7 dan hasilnya ditunjukkan pada Tabel 1-3.
(Lampiran). Setiap varian dievaluasi sesuai
dengan kriteria evaluasi yang telah ditentukan
dan diberi nilai dari 1-100. Bobot dari setiap
kriteria eveluasi merupakan hasil perkalian
Jumlah = 1
Tidak memerlukan perawatan khusus
W123110.4
W1131110.048
Frek. penggantian komponen rendah
W123120.6
W1231210.072
operasi kerja
W110.3
W1110.3
Mudah dioperasikan
W1110.5
W11110.15
lincah
W1120.5
W11210.15
Konstruksi
W120.3
W1210.3
Mudah dalam perawatan
W1230.4
W12310.12
Jumlah komponen sedikit
W1210.3
W12110.09
Mekanisme sederhana
Kemudahan diproduksi
W130.2
W1310.2
Mudah diproduksi
W13110.4
W131110.08
Mudah dirakit
W13120.3
W131210.06
Mudah dalam transportasi
W13130.3
W131310.06
keamanan
W140.2
W1410.2
Aman bagi operator
W14120.5
W141210.1
Aman bagi peralatan
W14110.5
W141110.1
0.15
0.15
0.09
0.09
0.048
0.072
0.06
0.06
0.1
0.1
Mini transporter
W=1 W1=1
0.08
W1220.3
W12210.09
854
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XV (SNTTM XV)
Bandung, 5-6 Oktober 2016
PM-012
antara Wt dengan nilai setiap bobot
evaluasinya
Evaluasi varian V1 dan V2 ditunjukkan
pada Tabel 1, evaluasi varian V3 dan V4
ditunjukkan pada Tabel V2 sedangkan
evaluasi varian V4 dan V5 ditunjukkan pada
Tabel 3.
Dari ketiga Tabel terlihat bahwa untuk
parameter evaluasi: jumlah komponen sedikit,
kompleksitas bentuk, kemudahan diproduksi
dan dirawat, frekuensi penggantian komponen,
kemudahan dirakit serta kemudahan diangkut,
keenam varian V1-V6 bobotnya hampir
berimbang. Hal ini karena peralatan dirancang
sesederhana mungkin dan diupayakan dapat
diproduksi oleh industry lokal.
Untuk varian V1 dab V4, karena menggunakan
roda karet maka sangat beresiko dan tidak
aman jika beroperasi di lahan gambut. Hal ini
karena lahan gambut kurang bisa mendukung
tekanan pada roda karet.
. Untuk varian V4, V5 dan V6 yang operasi
bak penampungannya langsung diangkat
sekaligus dijungkir dengan menggunakan satu
silinder hidrauliks dinilai lebih efektif
dibandingkan dengan operasi mengangkat dan
menjungkir untuk varian V1, V2 dan V3 yang
menggunakan dua buah silinder hidraulis
untuk mengangkat dan menjungkir bak
penampungan.
Pembobotan dijumlahkan dan hasilnya
menunjukkan bahwa bobot total dari varian V1
adalah 69.4, V2 adalah 75.03, V3 adalah 70.04,
V4 adalah 69.23, V5 adalah 76.88 dan V6
adalah 72.1.
Dengan demikian ada dua rancangan
konsep yang mempunyai bobot tinggi yaitu
varian V5 dengan bobot 76.88 % dan varian
V2 dengan bobot 75.03 %. Keduanya
menggunakan peralatan gerak berupa track
crawler. Yang membedakan adalah varian V2
(Gambar 6b) menggunakan dua buah silinder
hidraulis untuk mengangkat dan menjungkir
bak TBS sedangkan varian V5 (Gambar 6e)
menggunakan sebuah silinder hidraulis untuk
mengangkat dan menjungkir bak TBS.
Dengan demikian rancangan konsep
optimum guna mengangkut tandan kelapa
sawit dari lahan ke bak penampungan adalah
gambar konsep varian V5 seperti terlihat pada
Gambar 6e. Rancangan konsep tersebut akan
dilanjutkan ke rancangan wujud sehingga
dapat diproduksi di industri lokal. Meskipun
demikian, rancangan konsep varian V2 juga
layak dipertimbangkan untuk dilanjutkan
menjadi rancangan wujud.
Kesimpulan
Didapat sebuah rancangan konsep optimum
guna mengangkut TBS dari kebun sawit ke bak
penampungan sementara. Rancangan konsep
tersebut berupa alat angkut yang menggunakan
track crawler sebagai peralatan gerak yang
dilengkapi dengan sebuah silinder hidraulis
guna mengangkat sekaligus menjungkir bak
TBS.
Ucapan Terima Kasih
Penelitian ini merupakan bagian dari
penelitian yang dibiayai oleh universitas
trisakti tahun akademis 2015-2016 dengan
judul Perancangan Transporter guna
Mekanisasi Panen Kebun Kelapa Sawit.
Referensi
[1] Kementerian Keuangan Republik
Indonesia: Badan Kebijakan Fiscal Pusat
Kebijakan Ekonomi Makro, Laporan: Kajian
Nilai Tambah Produk Pertanian, 2012.
[2] Yazid Ismi Intara, Mayulu H. and
Radite P.A.S., 2013, Physical and Mechanical
Properties of Palm Oil Frond and Stem Bunch
for Developing Pruner and Harvester
Machinery Design, International Journal of
Science and Engineering (IJSE), Vol. 4(2):69-
74.
[3] Nwankwojikea B. N., Odukweb A. O.
and Agunwambac J.C., 2011, Modification of
Sequence of Unit Operations in Mechanized
Palm Fruit Processing, Nigerian Journal of
Technology, Vol. 30, (3):41-49.
[4] Budiyanto, Pandu Imam dan Ansri
Fidayat., 2007, Analisis Hubungan Mutu TBS
terhadap Kualitas dan Rendemen CPO di PT.
Agromuko Bunga Tanjung, Prosiding Seminar
Nasional Sains dan Teknologi 2007
Universitas Lampung, 27-28 Agustus 2007, pp
424-432
855
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XV (SNTTM XV)
Bandung, 5-6 Oktober 2016
PM-012
[5] Penggunaan traktor di kebun kelapa
sawit,
https://wicaksonoagus.wordpress.com/2015/0
1/01/penggunaan-traktor-di-kebun-kelapa-
sawit/.
(diunduh Maret 21 2016).
[6] Winarna, Santoso, Yusuf M.A.,
Sumaryanto, Sutarta E.S., 2014, Pertumbuhan
Tanaman Kelapa Sawit di Lahan Pasang Surut,
Prosiding Seminar Nasional Lahan Suboptimal
2014, Palembang 26-27 September 2014, pp
544-553
[7] Desrial, Muhamad Yulianto dan
Romadhon Akhir Rudiansyah, 2014, Mini
transporter tipe crawler, Inovasi IPB.
[8] Institut Pertanian STIPER Yogyakarta,
2012, Traktor Kelapa Sawit Hidraulik SSB,
https://www.youtube.com/watch?v=QvurRPq
vgQw
(diunduh 21 Maret 2016).
[9] Qingzhou longjiu Machinery,
Transporter Kelapa Sawit SWL 400,
(diunduh 22 Maret 2016).
Lampiran
Tabel 1. Evaluasi kuantitative varian V1 dan V2
KRITERIA EVALUASI V1 V2
No kriteria Parameter Wt evaluasi nilai bobot evaluasi nilai bobot
1 Mudah
dioperasikan
Kemudahan
dioperasikan 0.15 sedang 70 10.5 sedang 70 10.15
2 Lincah Kemudahan
bernanuver o.15
beresiko di
lahan
gambut
50 7.5 Mudah di
lahan gambut 80 12
3 Jumlah komponen
sedikit
Jumlah
komponen 0.09 sedang 70 6.3 sedang 70 6.3
4 Bentuk sederhana Kompleksitas
bentuk 0.09 sederhana 80 7.2
Agak
komplek 70 6.3
5 Tidak perlu
perawatan kusus
Kemudahan
perawatan .048 mudah 80 3.84 mudah 80 3.84
6
Frekuensi
penggantian
komponen rendah
Frekuensi
penggantian
komponen
.072 sedang 70 5.04 sedang 70 5.04
7 Mudah diproduksi Kemudahan
diproduksi 0.08 mudah 80 6.4 mudah 80 6.4
8 Mudah dirakit Kemudahan
dirakit 0.06 mudah 80 4.8 Agak sulit 70 4.2
9 Mudah dalam
transportasi
Kemudahan
diangkut 0.06 mudah 80 4.8 mudah 80 4.8
10 Aman bagi alat dan
lingkungan Keamanan 0.1 Tdk aman 50 5 aman 80 8
11 Aman bagi
operator Keamanan 0.1 aman 80 8 aman 80 8
jumlah 1.00 jumlah 69.4 jumlah 75.03
856
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XV (SNTTM XV)
Bandung, 5-6 Oktober 2016
PM-012
Tabel 2. Evaluasi kuantitative varian V3 dan V4
KRITERIA EVALUASI V3 V4
No kriteria Parameter Wt evaluasi nilai bobot evaluasi nilai bobot
1 Mudah
dioperasikan
Kemudahan
dioperasikan 0.15 sedang 70 10.5 mudah 80 12
2 Lincah Kemudahan
bernanuver o.15 sedang 70 10.5
Beresiko di
lahan gambut 50 4.5
3 Jumlah komponen
sedikit
Jumlah
komponen 0.09 agak banyak 60 5.4 sedikit 80 7.2
4 Bentuk sederhana Kompleksitas
bentuk 0.09 kompleks 60 5.4 Sederhana 85 7.65
5 Tidak perlu
perawatan kusus
Kemudahan
perawatan .048 Agak sulit 70 3.36 mudah 80 3.84
6
Frekuensi
penggantian
komponen rendah
Frekuensi
penggantian
komponen
.072 sedang 70 5.04 sedang 70 5.04
7 Mudah diproduksi Kemudahan
diproduksi 0.08 mudah 80 6.4 mudah 80 6.4
8 Mudah dirakit Kemudahan
dirakit 0.06 Agak sulit 70 4.2 mudah 80 4.8
9 Mudah dalam
transportasi
Kemudahan
diangkut 0.06 mudah 80 4.8 mudah 80 4.8
10
Aman bagi
peralatan dan
lingkungan
keamanan 0.1 sedang 70 7 Tidak aman
di lahan
gambut
50 5
11 Aman bagi
operator keamanan 0.1 aman 80 8 aman 80 8
jumlah 1.00 jumlah 70.4 jumlah 69.23
Tabel 3. Evaluasi kuantitative varian V5 dan V6
KRITERIA EVALUASI V5 V6
No kriteria Parameter Wt evaluasi nilai bobot evaluasi nilai bobot
1 Mudah
dioperasikan
Kemudahan
dioperasikan 0.15 mudah 80 12 mudah 80 12
2 Lincah Kemudahan
bernanuver 0.15
Mudah di
lahan gambut 80 12
Agak lincah di
lahan gambut 70 10.5
3 Jumlah komponen
sedikit
Jumlah
komponen 0.09 sedang 70 6.3 Agak banyak 60 5.4
4 Bentuk sederhana Kompleksitas
bentuk 0.09
Agak
komplek 70 6.3 komplek 60 5.4
5 Tidak perlu
perawatan kusus
Kemudahan
perawatan .048 mudah 80 3.84 Agak sulit 70 3.36
6
Frekuensi
penggantian
komponen rendah
Frekuensi
penggantian
komponen
.072 sedang 70 5.04 sedang 70 5.04
7 Mudah diproduksi Kemudahan
diproduksi 0.08 mudah 80 6.4 mudah 80 6.4
8 Mudah dirakit Kemudahan
dirakit 0.06 Agak sulit 70 4.2 Agak sulit 70 4.2
9 Mudah dalam
transportasi
Kemudahan
diangkut 0.06 mudah 80 4.8 mudah 80 4.8
10
Aman bagi
peralatan dan
lingkungan
keamanan 0.1 Aman 80 8
Agak beresiko
di lahan
gambut
70 7
857
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XV (SNTTM XV)
Bandung, 5-6 Oktober 2016
PM-012
11 Aman bagi
operator keamanan 0.1 Aman 80 8 Aman 80 8
jumlah 1.00 jumlah 76.88 jumlah 72.1
858